Массы и массовые доли солей из фосфора и раствора щелочи
Навеску фосфора массой 9,3 г сожгли в избытке кислорода. Продукт реакции растворили в порции 10%-го раствора гидроксида натрия массой 200 г. Вычислите: а) массы образовавшихся солей; б) массовые доли этих солей в растворе.
Дано
`m(P) = 9.3 text{ г}`
`ω(NaOH) = 10%`
`m(text{р-ра } NaOH) = 200 text{ г}`
Найти
а)
`m(солей) = text{ ?}`
б)
`ω(солей) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`4P + 5O_2 = 2P_2O_5`
`P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4`
Найдём количество вещества фосфора:
`n(P) = (m(P))/(M(P)) = 9.3/31 = 0.3 text{ моль}`
Согласно уравнениям реакций, количество вещества фосфорной кислоты равно количеству фосфора:
`n(H_3PO_4) = n(P) = 0.3 text{ моль}`
Найдём массу гидроксида натрия в растворе:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (10*200)/100 = 20 text{ г}`
Найдём количество вещества гидроксида натрия:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 20/40 = 0.5 text{ моль}`
Найдем количества образовавшихся веществ по уравнениям реакций:
`underset(0.3 text{ моль})(H_3PO_4) + underset(0.3 text{ моль})(NaOH) = underset(0.3 text{ моль})(NaH_2PO_4) + H_2O`
`underset(0.2 text{ моль})(NaH_2PO_4) + underset(0.2 text{ моль})(NaOH) = underset(0.2 text{ моль})(Na_2HPO_4) + H_2O`
В результате реакций количества образовавшихся веществ:
`n(Na_2HPO_4) = 0.2 text{ моль}`
`n(NaH_2PO_4) = 0.3 - 0.2 = 0.1 text{ моль}`
а)
Найдём массы солей:
`m(Na_2HPO_4) = n(Na_2HPO_4)*M(Na_2HPO_4) = 0.2*142 = 28.4 text{ г}`
`m(NaH_2PO_4) = n(NaH_2PO_4)*M(NaH_2PO_4) = 0.1*120 = 12 text{ г}`
б)
Найдём массу конечного раствора. Масса раствора увеличилась на массу оксида фосфора(V), который полностью перешёл в раствор. Найдём массу оксида фосфора(V):
`m(P_2O_5) = n(P_2O_5)*M(P_2O_5) = 0.15*142 = 21.3 text{ г}`
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } NaOH) + m(P_2O_5) = 200 + 21.3 = 221.3 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в конечном растворе:
`ω(Na_2HPO_4) = (100*m(Na_2HPO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*28.4)/221.3 = 12.83%`
`ω(NaH_2PO_4) = (100*m(NaH_2PO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*12)/221.3 = 5.423%`
Ответ
а)
`m(Na_2HPO_4) = 28.4 text{ г}`
`m(NaH_2PO_4) = 12 text{ г}`
б)
`ω(Na_2HPO_4) = 12.83%`
`ω(NaH_2PO_4) = 5.423%`